Wie baue ich ein AND Gate?
Ich habe einige NPN-Bipolartransistorn und will ein AND Gate bauen. Problem ist, ich weiß nicht wie ich einen nutzbaren output bekomme. Was funktioniert ist erst der Verbaucher (z.B. die LED) und am negtiven Pol der LED 2 Transistioren in Reihe. Der Stromkreis ist erst geschlossen, wenn beide Transistoren + Spannung an B haben. Aber ich will das AND Gate vor ein SR-Latch bauen, damit ich ein JK-Latch bauen kann etc. Da funktioniert die eben genannte Schaltung aber nicht, denn ich komme Ja nicht an die negative Seite des Verbrauchers denn das wäre mitten im SR-Latch.
Wie baue ich ein AND Gate bei dem ich wirklich 3 Anschlüsse habe? A, B, A*B
2 Antworten
Schau mal hier:
Du kannst Dir das heir mal anschauen (typische TTL) ... allerdings hat die Auch einen Ruhestrom. Für den Input wird hier allerdings die CE-Strecke verwendet:
https://ibiblio.org/kuphaldt/electricCircuits/Digital/DIGI_3.html#xtocid1749712
Einen Multiemitter-Transistor kannst Du durch zwei bipolare ersetzen.
Aus dem Emitter wenn Basis HIGH ist aber Kollektor LOW. Das heißt wenn man sie einfach in Reihe Schaltet braucht man für einen leichten Output nur B auf HIGH. Ich habe es jetzt mir einem NOR Gate geschafft bei dem die Eingänge Invertiert sind aber ich frage mich trotzdem wieso es nicht normal funktioniert
Und solange wir nicht wissen, wie dein (wohl auch selbsgebautes) SR-Latch aussehen soll, kann dir hier keiner ein zuverlässig funktionierendes AND-Gate vorgeben.
Deshalb sind ja die Pegel pro Baureihe auch klar umschrieben.
Und das ist ja der Grund, warum solch beliebig kombinierbare Logik-Bausteine einer Baureihe intern wesentlich komplizierter aufgebaut sind. Siehe z.B. hier das interne Schema eines AND-Gates (74xx08): https://i.stack.imgur.com/tVRGw.jpg
Wenn du ohne Restströme und "Vielleicht-Widerstände" auskommen willst, kannst du alles nur mit Relaistechnik und Dioden realiseren.
Es kommt draufan, was du als Output haben willst:
- Eine LED als Anzeige, dass beide Eingänge aktiv sind?
- Oder einen aktiven Logikpegel HIGH (gegenüber inaktiv LOW), also eine Spannungs, die nur relativ schwach belastet werden kann?
- Und was du mit dem Ausgang ansteuern willst, also wie stark das nächste Element den Ausgang belastet und allenfalls dessen hohen Pegel zu stark belasten kann
Am ehesten wohl so:
Ich will ein Outputsignal in ein SR-Latch leiten. Das Problem ist, auf dem Bild würde ich einen kleinen Output bekommen, wenn nur B HIGH ist
Das Bild ist natürlich idealisiert. Ein 5-10k Widerstand vom E von Ta zu Masse würde wahrscheinlich schon helfen.
Vielleicht macht dieser "kleine Output" nichts, das hängt dann aber von der Eingangssektion deines SR-Latches ab. Dieses kann ja auch als NAND- oder NOR-Latch gebaut werden.
Und deshalb sind ja die internen Schaltungen solch beliebig kombinierbarer Logik-Bausteine wesentlich komplizierter. Siehe z.B. hier das interne Schema eines AND-Gates (74xx08):
Nach sowas hatte ich gesuch aber ich habe es jetzt mit einem NOR Gate mit invertierten Inputs gemacht. Aber danke. Ich weiß ich könnte mir einfach Chips holen aber ich möchte es halt so weit wie möglich verstehen und praktisch anwenden können
Wenn du "nur" die Logik verstehen willst, find' ich eigentlich die Relaistechnik attraktiv. Das ist anschaulich und es lärmt auch noch ein bisschen...
Wenn du natürlich die interne "Philosophie" verstehen willst, wie eigentlich mit Hilfe von Analogtechnik Digitaltechnik gemacht wird, dann kannst/musst du vielleicht mal so ein Gate zusammenbauen.
Ich programmiere hal relativ viel und irgendwann fragt man sich wie so ein Computer funktioniert und darum will ich kleine Logische Gatter bauen. Mein Ziel war es am Anfang ein 4 bit Binärzähler zu bauen aber bei 20 Transistoren pro JK-Flip Flop (das brauche ich gerade wenn ich es von Grund auf selber baue) wird es echt unübersichtlich und Fehlersuche wird da echt keinen Spaß machen. Aber es ist schon sehr spannend wie das funktioniert
Super. Und Lob.
Dann bist du ein seltenes Exemplar. Einer der wenigen, die sich noch überlegen, wie komplex alles ist, was wir heute als "Computer" nutzen.
Zähler sind da schon viel spannender als nur Gatter, weil sich beim Zähler etwas "bewegt". Oder ein Ring-Schieberegister wäre auch cool.
Das Problem ist, dass durch die Basis immer ein kleiner Reststrom aus dem Emitter kommt. Wie behebe ich das?